Rzeżba i budowa geologiczna c.d.

Karkonoski Park Narodowy znany jest ze swego bogactwa przyrodniczego, często jednak walory geologiczne i geomorfologiczne Karkonoszy nie są wystarczająco doceniane. Znajdziemy tu wiele niepowtarzalnych atrakcji przyrody nieożywionej, które sprawią, że przemówi do nas historia geologiczna Karkonoszy. Zawiera ona w sobie wiele ciekawych opowieści. Odkrywając je, znajdziemy się w świecie lodowców, zajrzymy do komory z gorącą magmą, doświadczymy upału w klimacie tropików i - być może - zmarzniemy trochę, odwiedzając arktyczną tundrę...

Tajemnice wschodnich Karkonoszy
Serie skalne Śnieżki i obszaru na wschód od niej tworzą, zdaniem geologów, trzy jednostki strukturalne: Kowar, Południowych Karkonoszy i Leszczyńca Dwie ostatnie są na pierwszą z nich nasunięte, tworząc płaszczowiny. Najstarsze skały zawiera jednostka Kowar, zbudowana z późnokambryjskich (tj. o wieku ok. 500 mln lat) skał metamorficznych - gnejsów, zwanych kowarskimi, i neoproterozoicznych (ok. 700-570 mln lat) łupków łyszczykowych. W skałach tych zapisana jest fascynująca historia. Geolodzy odczytali z nich, że około 380-340 milionów lat temu, w okresach geologicznych zwanych dewonem i karbonem zachodnie Sudety znalazły się w strefie kolizji kontynentalnej, czyli zderzenia, dwóch kontynentów i licznych drobnych fragmentów litosfery kontynentalnej (mikrokontynentów), które zachodziło wtedy na wielkim obszarze, od Appalachów i dzisiejszych Gór Atlas, przez Hiszpanię, Francję, wyspy brytyjskie, południowe Niemcy, Czechy i południowo-zachodnią Polskę po Dobrudżę w Rumunii, Turcję i Kaukaz (obszar ten wcale nie znajdował się wtedy tam gdzie jest dziś, a dzisiejsze skały Sudetów były ówcześnie zlokalizowane w pobliżu równika). Krawędź jednego z tych mikrokontynentów, zwanego Saksoturyngią, zbudowana była z gnejsów kowarskich, i to na nią nasunęły się serie skalne, które budują dziś wschodnią część Karkonoszy. Ze zderzeniem kontynentów związane było zamknięcie zbiornika morskiego, który w swoim podłożu miał skorupę oceaniczną i powstanie wysokiego grzbietu górskiego.

Gorąca magma pod Śnieżką
Skały najwyższego szczytu Karkonoszy – Śnieżki– są świadkami wydarzeń, które rozegrały się w Karkonoszach około 300 milionów lat temu, w okresie geologicznym zwanym karbonem. Wtedy to gorąca magma z wnętrza Ziemi wdarła się w otaczające skały, a następnie powoli zastygła tworząc skałę granitową. Magma zastygała na głębokości rzędu 8-10 km, a proces ten mógł trwać nawet około 45 milionów lat. Granit jest najbardziej rozpowszechnioną skałą w Karkonoszach. Składa się z trzech podstawowych minerałów: kwarcu, skalenia i biotytu. Większą część granitowego masywu buduje granit porfirowaty – zajmuje on duży obszar Kotliny Jeleniogórskiej oraz dolne partie zboczy Karkonoszy. Jego nazwa wzięła się od charakterystycznej struktury, w której obserwuje się wydłużone różowe kryształy skaleni o długości do 7-8 cm pośród pozostałych ziaren minerałów o średnicy 2-3 mm. Główny Grzbiet Karkonoszy zbudowany jest z granitów równoziarnistych. W tej skale ziarna poszczególnych minerałów mają podobne średnice.
Sam szczyt Śnieżki tworzą skały nazywane hornfelsami. Powstały gdy gorąca granitowa magma podgrzała otaczające skały do temperatury przekraczającej 600°C. To oddziaływanie spowodowało ich przemianę – zmieniła się struktura, powstały nowe minerały. Hornfelsy są bardzo odporne na wietrzenie i właśnie ich obecności Śnieżka zawdzięcza swoją wysokość.

Epoka lodowa w Karkonoszach
Około 1 miliona lat temu w plejstocenie, nazywanym potocznie epoką lodową, nastąpiło ochłodzenie klimatu. Spowodowało to w Karkonoszach obniżenie granicy wiecznego śniegu i powstanie lokalnych lodowców górskich. Po polskiej stronie gór występuje 6 kotłów polodowcowych: Mały Śnieżny Kocioł, Wielki Śnieżny Kocioł, Czarny Kocioł Jagniątkowski, Kocioł Wielkiego Stawu, Kocioł Małego Stawu i Kocioł Łomniczki. Powstały one na skutek nagromadzenia w lejach źródliskowych dużej ilości śniegu, firnu i lodu, co przy niskich temperaturach, panujących w epoce plejstocenu, spowodowało wykształcenie lodowców. Tam gdzie warunki morfologiczne mniej sprzyjały akumulacji śniegu, leje źródliskowe przekształcone zostały jedynie w nisze niwalne – zalegający w nich firn nigdy nie przeobraził się w typowy lód lodowcowy. Od kotłów polodowcowych odróżnia je brak stromych zboczy i płaskiego dna. Niszami niwalnymi w Karkonoszach są m.in. Kocioł Szrenicki i Biały Jar.
Oprócz kotłów polodowcowych, lodowce pozostawiły po sobie także inne ślady w postaci osadów, zwanych morenami. Jest to materiał skalny, który był transportowany przez lodowiec, a po wytopieniu pozostawiony w postaci wałów wyznaczających jego maksymalny zasięg. Na tej podstawie stwierdzono, że jęzory lodowcowe „spływały” po północnych zboczach Karkonoszy na odległość ponad 2 km.
Na podstawie badań osadów polodowcowych wyznaczono także ilość zlodowaceń w Karkonoszach. Obecnie uznaje się, że Karkonosze były zlodowacone dwukrotnie, w okresach nazywanych Riss i Würm. Lodowce pierwszego z tych okresów miały większy zasięg niż następne. Ostateczna deglacjacja, czyli wytopienie lodowców, nastąpiła około 10 tys. lat temu.

Historia karkonoskich skałek
Za powstanie jednego z najbardziej charakterystycznych elementów rzeźby Karkonoszy, czyli skałek, odpowiedzialne są procesy, które zachodziły na przestrzeni milionów lat. Po intruzji granitowej magmy obszar Karkonoszy był sukcesywnie wypiętrzany i następowała degradacja (czyli niszczenie) metamorficznych skał osłony. W wyniku tego procesu zostały odsłonięte granitowe skały karkonoskiego masywu.
Około 50-30 milionów lat temu na terenie Karkonoszy panował gorący i wilgotny klimat, a sam masyw nie podlegał dynamicznym ruchom wznoszącym ani obniżającym. Warunki takie powodowały intensywne wietrzenie chemiczne. Duże ilości wody penetrowały karkonoski granit, a wysoka temperatura sprzyjała reakcjom chemicznym, które powodowały rozkład minerałów. W konsekwencji prowadziło to do rozpadu granitowej skały. Wietrzenie zachodziło w miejscach z dużą ilością spękań oraz w miejscach z większą zawartością biotytu i oligoklazu (oligoklaz jest jednym ze skaleni sodowo-wapniowych, nazywanych plagioklazami).
Około 30-20 milionów lat temu karkonoski masyw na skutek ruchów górotwórczych został wydźwignięty. Spowodowało to wzmożoną erozję i zwietrzelina (czyli rozłożony granit) została usunięta. Niezwietrzałe partie granitu zostały wtedy wypreparowane. Ostateczny kształt karkonoskich skałek został uformowany w epoce lodowcowej. W wyniku niskich temperatur zostały poddane wietrzeniu mrozowemu – zamarzająca w szczelinach woda powodowała rozpad skały. Tak ukształtowane formy przetrwały do naszych czasów.

Tundra na grzbietach Karkonoszy
Ponad górną granicą lasu rozciąga się w Karkonoszach arktyczno - alpejska tundra. Charakteryzuje się ona surowym klimatem, skalistą rzeźbą terenu, przemarzającymi głęboko gruntami oraz występowaniem roślin i zwierząt przystosowanych do tych niesprzyjających warunków życia. Tundrowy charakter nadały Karkonoszom kolejne zlodowacenia – do dziś został on zachowany w grzbietowych partiach gór.
Karkonoska tundra nosi wyraźne ślady działalności mrozu oraz wiatru i występuje tutaj szereg form z nimi związanych. Jedną z nich są grunty strukturalne tworzące się na skutek wielokrotnego zamarzania i rozmarzania gleby. Powoduje to segregację materiału skalnego i wytwarzanie form przypominających wielokąty. Jednym z miejsc występowania gruntów strukturalnych w polskich Karkonoszach jest Czarny Grzbiet. Kolejną z form są terasy krioplanacyjne, obserwowane m.in. na zboczach Śnieżki i Wielkiego Szyszaka. Powstają one w wyniku rozmarzania i spełzywania gruntu po zamarzniętym podłożu - proces ten nazywany jest soliflukcją. Rozległe pokrywy blokowe na zboczach Karkonoszy związane są z procesami wielokrotnego zamarzania granitowej skały i jej rozpadu. Naukowcy dowodzą, że wiele z form karkonoskiej tundry jest aktywnych do dziś, a procesy mrozowej segregacji materiału skalnego i soliflukcji obserwuje się w Karkonoszach również obecnie.